堤防隐患探测实例分析（刘康和）
0前言
永定河卢沟桥下游北京段左、右堤防全长约91km，其中左堤长约61km，右堤长约30km。该堤防于清朝乾隆年间填筑，后经多次维修和加固形成现有规模，其主体为梯形，堤顶宽10m左右，可见堤高约5～6m，迎水坡坡度为1:1.5～1:2.0，背水坡坡度为1:2.0～1:2.5。目前左堤堤顶为沥青路面，右堤堤顶除上游段为混凝土路面外其余堤段均为砂石路面，可供防汛等车辆通行，基本满足防汛通行的要求。
在上述左、右堤防内共划定险工段12处计23段，这些险工段在历史上均有决口或抢险加固的记载，曾于1964～1989年多次对其迎水坡进行护险加固处理，多以干浆砌石结合铅丝石笼构成护坡。
为满足永定河北京段防洪规划的需要，应检测堤防工程内部隐患及其质量，故进行物探工作，以便汛期之前进行加固处理，并有针对性地进行防汛材料的配备和组织，保证渡汛万无一失。其任务为：①探测堤防及堤防险工段地质结构及堤身、堤基存在的隐患、规模、种类、分布范围；②探测旧渠砌石护险工程的护砌分布厚度及堤基情况；③探测险工段堤防工程已经出现的裂缝、滑坡、坍陷、隆起等不良地质现象，探测堤身、堤基有无獾洞及其它空洞存在；④本次堤防勘探深度为堤顶以下15m。
该堤防基础为第四系全新统冲洪积地层，岩性以粉细砂为主，下游段出现黑色淤泥质粘土夹层，层厚约0.7～2.0m。
堤身为人工就地取土填筑而成，主要由粉细砂(中下游段)、砂卵砾石(上游段)等组成。而险工段除上述介质组成外，在迎水坡铺设浆砌石护坡(厚度约0.4m—原设计标准)和铅丝石笼水平护底，浆砌石护坡除可见堤身部分裸露外，其余部分和外铺8m左右的铅丝石笼水平护底均埋于河滩滩地以下，一般为4～6m。介质构成复杂多变，分布不均，且处于包气带中，极为干燥。
地下水位埋深(自地表计)：卢沟桥附近约20m，至下游逐渐变浅，达省/市界附近一带(石佛寺)约2m。
实践及理论分析表明：浆砌石、堤身粉细砂(或砂卵砾石)和堤基粉细砂两俩之间具有电磁、电性和弹性差异，具备综合物探的物理前提；各类堤防隐患与正常堤防介质具有一定的电磁、电性等差异，可用地质雷达、高密度电法、电测深法、中间梯度剖面法等进行探测。但某些不均质体的规模与其埋深之比太小，在物探曲线上反映不明显，难于准确地划分；同时，由于测区范围较大，堤防各岩性层的空间变化具有较大差异，加之堤身介质组成复杂多变，致使测区地球物理特征复杂。
1测试方法
1.1 地质雷达
沿堤顶迎水边布置1条纵剖面，并全线实施地质雷达探测，选用天线的中心频率为50mhz。对于险工段，又在堤顶背水侧和迎水面坡脚各布置1条纵剖面，选用天线的中心频率为250mhz。非险工段记录点距0.5m，险工段记录点距0.2m。测试仪器为瑞典产ramac/gpr雷达系统。实测采用剖面法，且收发天线方向与测线方向平行。
1.2 电法勘探
在地质雷达探测的基础上,选择部分堤段,沿堤顶迎水边进行电法勘探。测试仪器为国产wdjd－1型多功能电测仪及其附属设备。实测方法为：①高密度电法，选用温纳尔装置，基本点距为2～3m，电极隔离系数为9～12；②电测深法，选用mn/ab=1/5的对称四极等比装置，最小供电极距(ab/2)min=1.5m，最大供电极距(ab/2)max=45.0m；③中间梯度剖面法，采用供电极距ab=60m，测量极距mn=4m，测点距为2m。
1.3 地震勘探
在地质雷达探测的基础上,选择部分堤段,沿堤顶迎水边进行地震勘探。测试仪器为美国产r24工程地震仪以及与之配套的专用电缆和频率为38hz的检波器等，采用锤击震源。测试方法为初至折射波法。
1.4 土工试验
为准定量或半定量地评价堤身土体质量，在进行地球物理勘探的同时，对堤身土体进行原位和室内土工试验。
⑴ 原位（现场）试验：密度测试采用环刀法(堤身为粉细砂)、注水法(堤身为砂卵砾石)；天然含水量测试采用烘干法。
⑵ 室内试验：依据现场测试的密度、含水量重新制样并测试。
2资料整理与解释
2.1 地质雷达
由野外实测所获得的雷达剖面，经滤波、平衡处理后得到清晰的雷达图像，据此全面客观地分析各种雷达波组的特征(如波形、频率、强度等)，尤其是反射波的波形及强度特征，通过同相轴的追踪，确定波组的地质意义，构制地质——地球物理解释模型。
地质雷达接收信号强度除与发射信号功率大小有关外，还与地下介质的结构特征和物性参数有关，而反射信号的强度在一定的发射功率下，主要取决于不同介质接触界面的反射系数和穿透介质的衰减系数，其中反射系数主要取决于界面两侧介质的介电常数，而介质的衰减系数与介电常数(平方根成反比)和电导率(平方根成正比)有关。所以，地质雷达资料反映的是地下地层的电磁分布特征(介电常数和电导率)，要把地下介质的电磁分布特性转化为地质分布，必须把地质、钻探等已知勘察资料与地质雷达资料有机地结合起来，才能获得正确的地下地质结构模式。
根据反射波组的同相性、相似性和波形特征，区分不同地质层(体)的反射波组，并研究它们的相互关系和变化趋势，建立各类波组的地质结构模式，达到地质解译的目的。
就本次勘察对象而言，浆砌石的电导率(电阻率的倒数
堤防隐患探测实例分析（刘康和）
本文2010-03-12 14:59:13发表“农林鱼水论文”栏目。
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